CN210370681U - 隧道二次衬砌施工过程监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了隧道二次衬砌施工过程监控系统，包括安装在二次衬砌台车上的用于监测混凝土流动路线的传感器A、用于监测浇筑预定高程的传感器B、用于监测仓内混凝土位置的传感器C、以及与传感器A、传感器B和传感器C连接用于实现数据采集以及监控的显示终端、和显示终端连接并能被显示终端驱动的附着式振捣器。本实用新型通过设置数个不同功能的传感器，实现在隧道二衬施工过程中某个特定部位是否由混凝土流过、振捣器振捣启停时机及振动时间控制、混凝土是否浇筑到位等问题进行监测，根据监测的结果可对相应的执行设备进行控制，从而提高混凝土浇筑质量。

Description

隧道二次衬砌施工过程监控系统

技术领域

本实用新型涉及隧道建设技术领域，具体涉及一种隧道二次衬砌施工过程监控系统。

背景技术

隧道二次衬砌施工质量控制目前主要采用通过混凝土分层分仓、及时振捣与养护等工艺保证混凝土的浇筑质量。目前，隧道在保证混凝土浇筑质量方面采取的方案是施工人员在现场督促作业人员完成二次衬砌施工，在具体的施工过程中，常因为监督工作不到位导致隧道的二次衬砌施工质量存在蜂窝、麻面、强度不足、拱顶脱空等缺陷。

在施工过程汇总，混凝土是通过拱顶孔直接泵送至隧道内，因混凝土垂直降落高度、水平移动距离均超过规范要求，造成混凝土离析，另外由于振捣不规范，甚至漏振情况普遍存在，再加上后期的养护工作不到位，产生质量问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可在施工过程中对混凝土进行监测并驱动执行设备进行操作的隧道二次衬砌施工过程监控系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

隧道二次衬砌施工过程监控系统，包括安装在二次衬砌台车上的用于监测混凝土流动路线的传感器A、用于监测浇筑预定高程的传感器B、用于监测仓内混凝土位置的传感器C、以及与传感器A、传感器B和传感器C连接用于实现数据采集以及监控的显示终端、和显示终端连接并能被显示终端驱动的附着式振捣器、混凝土泵送装置。

进一步地，所述传感器A、传感器B和传感器C均连接有用于信号传输的射频模块A，所述显示终端连接有用于接收信号和发送驱动信号的射频模块B。

进一步地，所述传感器A、传感器B和传感器C上均安装有用于可拆卸安装在二次衬砌台车上的磁吸装置。

进一步地，所述传感器A可采用限位开关、震动传感器、超声波测流水传感器、红外测距传感器和激光传感器中一种。

进一步地，所述传感器B采用土壤湿度传感器。

进一步地，所述传感器C采用液位传感器

进一步地，所述显示终端还连接有养护装置，养护装置包括安装在轨道上并且移动的养护支架，养护支架的顶部呈弧形，且其上安装均匀安装有数个喷头，喷头连接一个水管上，水管通过水泵与水源连接，所述养护支架的底部安装于行走轮，行走轮上安装有旋转位置测量器，旋转位置测量器和水泵均与显示终端连接。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)通过设置传感器A可监测某特定位置有无混凝土流过，保证混凝土的垂直下落或水平流动距离不超过规范要求，进而保证分层分仓工艺的有效实施，避免混凝土离析；

(2)通过设置传感器B可监测混凝土是否浇筑至预定高程，可解决混凝土左右侧对称浇筑及拱顶脱空问题；

(3)通过设置传感器C可监测二次衬砌台仓内的混凝土位置，进而启动附着式振捣器，并对振捣器的工作状态进行记录，避免了振捣不规范的问题；

(4)通过设置旋转位置测量器和喷淋养护架，可对已浇筑好的混凝土进行监测并养护，避免了养护不规范的问题。

附图说明

图1为本实用新型二次衬砌台车的主视结构示意图。

图2为本实用新型二次衬砌台车的侧视结构示意图。

图3为本实用新型养护装置的主视结构示意图。

图4为本实用新型养护装置的侧视接收示意图。

图5为本实用新型的结构示意图。

图中标记：1、混凝土仓；21、泵送口；22、附着振捣器；3、养护支架；31、喷头；32、行走轮；4、旋转位置测量器；5、传感器A；6、传感器B；7、传感器C；8、显示终端；9、报警装置；10、混凝土泵送装置；12、射频模块A；13、射频模块B；14、磁吸装置。

具体实施方式

如图1和图2所示，二次衬砌台车是隧道施工过程二次衬砌中必须使用的专用设备，用于对隧道内壁的砼衬砌施工，它包括观察口、泵送口21和均匀安装在外侧模板上的数个附着振捣器22。具体施工时先将混凝土泵送装置10与泵送口21连接。所述二次衬砌台车的模板与隧道之间形成需要填充混凝土的混凝土仓1，为了更好的填充混凝土，现有技术通常将其分层分仓。

如图5所示，本实施例提供的隧道二次衬砌施工过程监控系统包括传感器A5、传感器B6、传感器C7、显示终端8和射频模块。

所述传感器A5安装在二次衬砌台车上，用于监测混凝土是否有混凝土流过，因混凝土为水、水泥、砂、石及各种外加剂的混合物，呈流体状态，在浇筑的过程中混凝土表面会有轻微的的波动，可通过监测其表面状态的变化实现对混凝土流动路线的监测，具体可采用限位开关、震动传感器、超声波测流水传感器、红外测距传感器和激光传感器中一种。所述限位开关是通过混凝土流动时产生的冲力来控制限位开关的开合来实现对混凝土流动路线的监测，具体安装在二次衬砌台车的观察口处。所述震动传感器是用于监测混凝土泵送装置10中的输送管道内的震动强度来判定混凝土是否有混凝土流过，具体安装在二次衬砌台车上混凝土经过的线路上，例如探入仓口的溜槽上。所述超声波测流水传感器监测混凝土的流动速度来判定混凝土的流动路线，具体安装在二次衬砌台车仓口附近可以测量混凝土流速的位置。对于滑槽式注入的混凝土，还可通过测距传感器测量混凝土表面的波动来判断是否有混凝土流过，具体安装在二次衬砌台车的仓口处。如在预先设定的有混凝土流动路线上未监测到混凝土流过，可由监控中心及时通知现场监控或作业人员，及时纠正浇筑的不规范行为。使二衬浇筑分层分仓工艺得到更好的落实，避免混凝土离析，有效提升混凝土强度。

所述传感器B6采用土壤湿度传感器，通过土壤湿度传感器监测混凝土高程，具体安装在二次衬砌台车上，土壤传感器的探针位于混凝土仓1的预定高程处，根据每次分层分仓的位置设施预定高程，并将土壤湿度传感器安装在设置的预定高程处，当泵送的混凝土的量足够多使就会达到指定的位置，土壤湿度传感器监测到混凝土，即得知混凝土到达预定高程，将信号发送给显示终端8，显示终端8可发出报警信号，提示工作元关闭混凝土泵送装置10，亦或者直接发送控制信号给混凝土泵送装置10的控制器，使其停止泵送混凝土土壤湿度传感器最后的安装位置在二次衬砌台车的顶部中心，其探针并与隧道的顶部中心。

所述传感器C7具体可采用液位传感器，具体安装在二次衬砌台车上，其液位传感器的探针位于混凝土仓1内，用于监测仓内混凝土的位置，根据监测的混凝土的位置，启动安装在位于混凝土仓1相应位置的内的振捣器，使振捣器工作对混凝土进行振捣，避免了振捣不规范的问题。所述振捣器为现有施工常用的且二次成衬砌台车自带的附着振捣器22。

所述传感器A5、传感器B6和传感器C7均连接有用于信号传输的通信模块，所述通信模块采用无线射频技术实现，具体的采用射频模块A12；为了便于传感器的安装与拆卸，所述传感器A5、传感器B6和传感器C7均安装有磁吸装置14，所述磁吸装置14包括磁铁、以及将磁铁和传感器连接的固定件，所述固定件可以是机械结构，如铁架，可将传感器包裹并固定后再通过与磁铁固定，或者粘结剂，直接将磁铁与传感器粘接在一起。因二次衬砌台车是金属材料制成，可通过磁铁的吸力将传感器固定在二次衬砌台车上。

所述显示终端8用于接收传感器采集的信号以及根据采集的信号发出控制指令，实现对振捣器的控制和报警装置9报警。所述显示终端8为现有技术可实现用于显示数据和处理的装置，如PC机、平板等有带有处理器的显示器，所述显示终端8还连接有用于接收信号的射频模块B13，所述射频模块A12和射频模块B13均采用可实现互相通信的树莓派射频模块，所述树莓派射频模块还带有wifi功能，可将采集的数据发送至上层服务器的数据库进行存储，所述报警装置9为现有技术的声光报警器，提示工作人员信号已经达到指定信号，如混凝土有流动路线，需要多泵送混凝土，如混凝土达到预定高程，需要停止泵送混凝土，如混凝土已经达到位置，可以开启振捣器，此过程均与需要工作人员进行；亦可给混凝土泵送装置10和振捣器上安装有用于接收显示装置发送的控制指令的射频模块C，射频模块C连接有控制混凝土泵送装置10和振捣器停止和开启的控制器，所述控制器可采用现有技术的软启动器实现。

所述显示终端8还连接有隧道养护装置，所述养护装置包括养护支架3和喷头31，如图3和4所示，所述养护支架3的宽度与轨道同宽，并且养护支架3的底部安装有可在隧道上形成的行走轮32，行走轮32上安装有旋转位置测量器4，通过在旋转位置测量器4测量养护支架3的位移，进而计算出养护支架3的位置，所述养护支架3顶部呈弧形且均匀安装有数个喷头31，喷头31连接在一个水管上，水管通过水泵与水源连接，通过启动和关闭水源实现对隧道的养护，所述旋转位置测量器4也连接有射频模块A12，实现将采集的位移数据发送给显示终端8，显示终端8根据采集的位移数据计算出位置，进而判断是否有混凝土养护作业空间。

以上所述仅是本实用新型优选的实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何基于本实用新型所提供的技术方案和实用新型构思进行的改造和替换都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.隧道二次衬砌施工过程监控系统，其特征在于：包括安装在二次衬砌台车上的用于监测混凝土流动路线的传感器A(5)、用于监测浇筑预定高程的传感器B(6)、用于监测仓内混凝土位置的传感器C(7)、以及与传感器A(5)、传感器B(6)和传感器C(7)连接用于实现数据采集以及监控的显示终端(8)、和显示终端(8)连接并能被显示终端(8)驱动的附着式振捣器(22)、混凝土泵送装置(10)。

2.根据权利要求1所述的隧道二次衬砌施工过程监控系统，其特征在于：所述传感器A(5)、传感器B(6)和传感器C(7)均连接有用于信号传输的射频模块A(12)，所述显示终端(8)连接有用于接收信号和发送驱动信号的射频模块B(13)。

3.根据权利要求1或2所述的隧道二次衬砌施工过程监控系统，其特征在于：所述传感器A(5)、传感器B(6)和传感器C(7)上均安装有用于可拆卸安装在二次衬砌台车上的磁吸装置(14)。

4.根据权利要求1所述的隧道二次衬砌施工过程监控系统，其特征在于：所述传感器A(5)可采用限位开关、震动传感器、超声波测流水传感器、红外测距传感器和激光传感器中一种。

5.根据权利要求1所述的隧道二次衬砌施工过程监控系统，其特征在于：所述传感器B(6)采用土壤湿度传感器。

6.根据权利要求1所述的隧道二次衬砌施工过程监控系统，其特征在于：所述传感器C(7)采用液位传感器。

7.根据权利要求1所述的隧道二次衬砌施工过程监控系统，其特征在于：所述显示终端(8)还连接有养护装置，养护装置包括安装在轨道上并且移动的养护支架(3)，养护支架(3)的顶部呈弧形，且其上安装均匀安装有数个喷头(31)，喷头(31)连接一个水管上，水管通过水泵与水源连接，所述养护支架的底部安装于行走轮(32)，行走轮(32)上安装有旋转位置测量器(4)，旋转位置测量器(4)和水泵均与显示终端(8)连接。

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